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Systemanalyse

Voraussetzung und verwandte Themen

Für diese Beschreibungen gibt es keine besonderen Voraussetzungen. Weiterfüh-rende Themen sind:

www.versuchsmethoden.de/Versuchsplanung.pdf

www.versuchsmethoden.de/Fehlerbaumanalyse.pdf

Stichworte: Systemanalyse – Ursachen-Wirkungsdiagramm – Pareto – Para-meterbestimmung – Intensitäts-Beziehungsmatrix– DoE

Einführung

Eine Systemanalyse ist eine systematische Untersuchung von „Elementen“ die in Be-ziehung zueinander stehen (Kurzfassung aus Definition Duden).

Unter dem Begriff Systemanalyse verbergen sich eine Vielzahl von Methoden und Darstellungen. Im Rahmen dieser Beschreibungen sollen einschränkend die Bau-steine betrachtet werden, die für eine spätere Untersuchung, insbesondere für die Erstellung von Versuchsplänen wichtig sind.

Man unterscheidet grundsätzlich zwischen grafischen Verfahren und Matrix-Struktu-ren die teilweise auch ineinander über gehen. Das Ziel ist es durch Abschätzung den wirklichen Beziehungen so nahe wie möglich zu kommen. Eine Gegenüberstellung der wichtigsten Methoden zeigt folgendes Bild:

Ziel und Nutzen

Leider scheitern Versuchsplanungen an der ungenügenden Vorbereitung. Die besten

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Systemanalyse statistischen Methoden können nicht in die Untersuchung einbezogene Faktoren nicht bewerten. Das Ziel einer Systemanalyse ist es die richtigen Einflussparameter zu erkennen und zu priorisieren. Die weniger wichtigen können weggelassen werden und reduzieren so den Versuchsaufwand.

Grundlagen

Anhand eines Beispiels unter Verwendung eines Ursachen-Wirkungsdiagramms, kurz Wirkdiagramm genannt, soll gezeigt werden, wie man die entscheidenden Pa-rameter ermittelt. In der Entwicklung eines neuen E-Motors gab es ein Verschleißproblem an Kommu-tator und den Bürsten.

Verwendet man hier anstelle der Bauteile physikalisch/technischen Begriffe für die Ursachen von Verschleiß, so entsteht folgende mögliche Darstellung (vereinfachte Darstellung):

Die gezeigte Aufteilung hat den großen Vorteil, dass die Wirkreihenfolge klar erkennbar ist und eine spätere Bewertung der Ursachen den Verschleiß besser berücksichtigt. Einbeziehung von Querverbindungen (Relationsdiagramm)

Bei näherer Betrachtung der vorhergehenden Struktur zeigt sich, dass es weitere Abhängigkeiten gibt. Der Widerstand ist von der Temperatur und die Eigenerwär-mung von der Reibung abhängig, usw.

Dämpfung

Strom

Umgebungstemp

Spannung

Widerstand

Eigenerwärmung

Temperatur

Kommutator

Bürste

Anpresskraft

Drehzahl

Material

Reibung Feder

Medien

ReibwertVerschleißKommutator

Verschleiß

Kohle

Ver-

Kommutator

Verschleiß

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Systemanalyse

Je nach Anzahl der Querverbindungen ergibt sich eine mehr oder weniger starke Vernetzung. Es ist deshalb auf eine übersichtliche Struktur zu achten. Der nächste Schritt ist die Bewertung des Wirkdiagramms, in der Regel durch Exper-ten oder Fachleute in folgender Abstufung:

0 = kein Einfluss 1 = geringer Einfluss 2 = mittlerer Einfluss 3 = hoher Einfluss 5 = sehr hoher Einfluss

Für eine überdurchschnittliche Wirkung gibt es eine Wirkstärke von 5. Noch höhere Stufen sind nicht zu empfehlen, da diese die Summen andere „verdrängen“ würde. Die Wirkstärken werden für die Struktur, als auch für die Querverbindungen verge-ben. Im Diagramm sind diese Wirkstärken durch dünnere oder dickere Äste und Querverbindungen hervorgehoben. Das hat eine entscheidende Bedeutung für die anschließende Auswertung. Bekommt z.B. die Reibung eine Wirkstärke von 3 und die ausgehende Querverbindung ebenfalls, so hat die Reibung in Summe 6 „Punkte“. Dies ist der große Vorteil dieser Systemanalyse, denn die Reibung hat physikalisch über zwei Pfade eine Wirkung auf den Verschleiß. Das wäre bei dem eingangs ge-zeigten einfachen Wirkdiagramm nicht zum Tragen gekommen. Pareto-Verteilung – Rangfolge der wichtigsten Parameter

Über diese Bewertungs-Summen können die wichtigsten Einflüsse ermittelt werden.

Strom

Umgebungstemp

Spannung

Widerstand

Eigenerwärmung

Temperatur

Dämpfung

Kommutator

Bürste

Anpresskraft

Drehzahl

Material

Reibung Feder

Medien

ReibwertVerschleißKommutator

gnubieR

rotatum

moK

mortS

lairetaM

tfarksserpnA

trewbieR

rutarepmeT

gnumrä

wrenegiE

neideM

redeF

gnunnapS

etsrüB

dnatsrediW

gnufpmäD

pmetsgnubeg

mU

lhazherD

ßielhcsreV

Akt

ivsu

mm

e

0

1

2

3

4

5

6

7

gnubieR

rotatum

moK

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lairetaM

tfarksserpnA

trewbieR

rutarepmeT

gnumrä

wrenegiE

neideM

redeF

gnunnapS

etsrüB

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gnufpmäD

pmetsgnubeg

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ßielhcsreV

Akt

ivsu

mm

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0

1

2

3

4

5

6

7

abhängige Parameter zwischen Wirkpfeilen

unabhängige Parameter am Ende der Wirkkette

unwichtige Parameter Summe ≤ 2

abhängig durch Querverbindungen

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Systemanalyse Für eine DoE können nur die äußersten Titel verwendet werden, die nicht noch von anderen abhängig sind. Diese werden im Pareto-Diagramm in dunkelblau gekenn-zeichnet, wenn die Bewertungssumme>2 ist. Sollte Parameter zu gering geschätzt werden und in der Wirkkette weiter vorne aber von Bedeutung sein, so ist dieser Parameter trotzdem zu verwenden. Als Beispiel hierfür ist die Reibung zu nennen (erster Titel im Pareto). Diese ist u.a. letztlich ab-hängig von der Federstärke. Hätte man diese statt mit 3 nur mit 2 als Einfluss ge-schätzt, so wäre bei einer Parameterauswahl die Federstärke nicht gewählt worden. Aufgrund der Wichtigkeit der Reibung muss man die eigentlichen „Verursacher“ be-rücksichtigen.

Intensitäts-Beziehungsmatrix

Die sogenannte Intensitäts-Beziehungsmatrix behandelt die vorher beschriebenen Zusammenhänge in Form einer Matrix. Diese Matrix wurde von Frederic Vester ent-wickelt und berücksichtigt im Gegensatz zum reinen Pareto-Diagramm auch die Wir-kungen, die von anderen Titeln eingehen. Die Methode ist jedoch wesentlich komple-xer, als die Pareto-Methode und liefert nur selten einen Mehrwert zu dieser. Das Ka-pitel kann für weiterführende Beschreibungen übersprungen werden, z.B. wenn der nächste Schritt die Erstellung einer DoE ist.

Die Eingabe der Bezeichnungen erfolgt zunächst untereinander in einer Tabelle. Die Tabelle kann aber auch durch das vorher gezeigte Wirkdiagramm „befüllt“ werden. Die gleichen Titel sind horizontal in der ersten Zeile einzugeben. Es sind dann die jeweiligen Wirkungen der Titel in der ersten Spalte auf die in der ersten Zeile einzu-tragen. Die Matrix stellt sicher, dass alle möglichen Kombinationen bewertet werden. Zur besseren Übersichtlichkeit, können Felder mit Bewertung 0 weggelassen wer-den. Die Eingabe der 0 hat jedoch den Vorteil, dass man bei Unterbrechung der Be-wertung später weiß, welche Felder schon bearbeitet wurden. Aus der vorhergehenden problemorientierten Darstellung des Elektromotors ergibt sich folgende mögliche Matrix unter Einbeziehung der Querverbindungen:

Nach der Bewertung werden der Reihe nach die Summen der einzelnen Zeilen gebildet

123456789

1011121314151617

Wirkung von auf ->StromWiderstandSpannungMaterialBürsteKommutatorTemperaturEigenerwärmungUmgebungstempReibungDrehzahlAnpresskraftDämpfungFederSchmierungMedienVerschleiß

Strom

1

23

5

Wide

rsta

nd

2

1

1

Spann

ung

3

0

Mat

eria

l

4

23

5

Bürste

5

3

3

Komm

utat

or

6

3

3

Temper

atur

7

32

5

Eigene

rwär

mun

g

8

3

3

Umge

bung

stem

p

9

0

Reibung

10

23

3

8

Drehz

ahl

11

0

Anpre

sskr

aft

12

23

5

Dämpf

ung

13

0

Feder

14

0

Schm

ierun

g

15

3

3

Med

ien

16

0

Versc

hleiß

173

3

2

3

11

32335333262326330

123456789

1011121314151617

Wirkung von auf ->StromWiderstandSpannungMaterialBürsteKommutatorTemperaturEigenerwärmungUmgebungstempReibungDrehzahlAnpresskraftDämpfungFederSchmierungMedienVerschleiß

Strom

1

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Wide

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Versc

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3

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11

32335333262326330

Wirkung von auf

Σ

Passivsumme

Σ

Akt

ivsu

mm

e

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Systemanalyse (horizontal). Diese stellen die so genannten Aktivsummen dar (rechts aufgetragen). Die Summen der einzelnen Spalten (vertikal) ergeben die so genannten Passivsum-men. In einem Punktediagramm trägt man nach der Bewertung die einzelnen Titel über der Passiv- und Aktivsumme auf. Die Skalierung beginnt in X- und Y-Richtung immer bei 0. Der Endwert der X-Achse ist der an größten vorkommende Passivwert, der End-wert der Y-Achse der am größten vorkommende Aktivwert. Das Diagramm wird dann horizontal und vertikal in gleich große Hälften aufgeteilt. Dabei ergeben sich 4 Felder, die für das weitere Vorgehen wichtig sind. Diese stellen das sogenannte Aktive und Träge, sowie das Kritische und Reaktive Feld dar (siehe Darstellung auf der nächsten Seite). Für weitere Versuchspläne sind die Faktoren im Aktiven und Kritischen Feld zu berücksichtigen. Beim Kritischen Feld handelt es sich im Allgemeinen um mögliche Wechselwirkungen mit anderen Fakto-ren im Kritischen und Aktiven Feld. Auf die Faktoren im Trägen Feld kann verzichtet werden. Die Faktoren im reaktiven Feld können in der Betrachtung als weitere so genannte „uncontrolled factors“ mit aufgeführt werden, die aber im weiteren Versuchsplan nicht variiert werden. Da hier praktisch nur andere einwirken, können diese auch als wei-tere Zielgrößen betrachtet werden.

Im Aktivem und Kritischem Feld befinden sich die unabhängigen Faktoren: Spannung, Bürste, Kommutator, Eigenerwärmung, Feder und Medium. Obwohl der Titel Eigenerwärmung außen liegt, ist dieser abhängig von der Reibung. Eine unabhängige Variation ist nicht ohne weiteres möglich. Deshalb wird im Versuch dieser Titel variiert durch die Umgebungstemperatur und allgemein als Temperatur weitergeführt. Die Anzahl der (unabhängigen) Faktoren konnte von 10 auf 6 reduziert werden. Da-raus ergeben sich 6*(6-1)/2=15 Wechselwirkungen. Diese sind:

Passivsumme

0 2 4 6 8 100

1

2

3

4

5

6

Aktiv

Träge

Kritisch

Reaktiv

229911

11

1313

1717

1010

1133 44

55

66 77

Passivsumme

0 2 4 6 8 100

1

2

3

4

5

6

AktivAktiv

TrägeTräge

KritischKritisch

ReaktivReaktiv

229911

11

1313

1717

1010

1133 44

55

66 7788 1212

1414

15151616

Akt

ivsu

mm

eA

ktiv

sum

me

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Systemanalyse Spannung*Bürste

Spannung*Kommu-tator

Bürste*Kommutator

Spannung*Tempe-ratur

Bürste*Temperatur Kommutator*Tem-per.

Spannung*Feder Bürste*Feder Kommutator*Feder Temperatur*Feder

Spannung*Medium Bürste*Medium Kommutator*Me-dium

Temperatur*Me-dium

Feder*Medium

Spannung*Feder, Kommutator*Temperatur (Eigenerwärmung) und Feder*Medium ergeben keinen technischen Sinn und werden herausgenommen.

Die minimale Anzahl Versuche für D-Optimales Design aus diesem Vorgehen ist:

n = 6 + 15-3 +1+1* = 20

Die minimale Anzahl Versuche für D-Optimales Design unter Berücksichtigung aller unabhängigen Faktoren wäre:

n = 10 + 10*(10-1)/2 + 1+1* = 57

Hieraus ergibt sich eine Einsparung von 37 Versuchen!

* Hinweis: +1 für die Bestimmung der Konstante und nochmal +1 als Freiheitsgrad für die Streuung.

Der wesentliche Punkt bei diesem Beispiel ist, dass die Bewertung nicht alleine zwi-schen den unabhängigen Faktoren erfolgt (äußerste Titel im Diagramm), sondern unter Einbeziehung der abhängigen Größen Strom, Temperatur, Reibung und Mate-rial. Nur hierdurch ist eine auf das Problem fokussierte Bewertung möglich !

Besteht die Möglichkeit die Einstellungen der abhängigen Größen durch Ersatzprü-fungen zu variieren (Labortest oder Simulation), so können in der Regel weitere Wechselwirkungen reduziert werden und der Versuchsplan wird noch einfacher.

Weitere Hinweise und Empfehlungen

Wirkstärkenaufteilung

Die Wirkstärken beziehen sich eigentlich auf den jeweiligen Nachfolger. Würde man dem Medium z.B. eine 5 geben, der Reibwert hat aber nur eine 3, wäre das Medium überbewer-tet, denn am Ende ist der letzte Ast zum Verschleiß physikalisch entscheidend. Die weiter außenliegenden Äste dürfen deshalb nicht höhere Werte haben, als die inne-ren, in diesem Fall ist deshalb maximal eine 3 zu vergeben.

Intensitäts-Beziehungsmatrix: Überproportional stark wirkende Faktoren

Manchmal kann es vorkommen, dass ein Titel gegenüber anderen eine mit Abstand sehr hohe Aktiv- und evtl. Passivsumme aufweist. Durch diesen Titel wird der Ach-senbereich bestimmt und alle anderen Titel erscheinen fast nur im trägen Feld. Die beschriebene Einteilung in die 4 Felder und deren Interpretation ist dann so nicht mehr sinnvoll. Abhilfe ist die Verschiebung der mittl. senkrechten Achsen nach links.

Nicht variierte Parameter und Berücksichtigung der Zielgröße

Physikalisch betrachtet nimmt natürlich der Verschleiß über der Zeit zu. Die Zeit wur-den im Wirkdiagramm aber nicht berücksichtigt. Dies kann bedeuten, dass nur ein relativer Verschleiß pro Zeiteinheit als Titel gemeint ist, oder dass ein Versuch immer mit gleicher Laufzeit gefahren wird. Der Parameter Zeit wird entsprechend als kon-stant angesetzt.

Drehzahl2

Medien 5

Reibwert3 falsch

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Systemanalyse Aufteilung in Geometrie und Material

Im Beispiel des Kommutator Verschleißes wurden in die bisherige Grafik keine geo-metrischen Eigenschaften verwendet. Im Problemlösungsprozess sind Abmessun-gen und konstruktive Merkmale meist nicht veränderbar. In der Entwicklungsphase

sind diese aber unbedingt mit aufzunehmen, wobei in der Aufteilung zwischen Geometrie und Material gleiche Bauteile mehr-mals vorkommen können. Nicht zu vergessen sind da-bei evtl. direkte physikalische Abhängigkeiten. Z.B. können durch Verformung elastischer Werkstoffe Abmessungen zu- oder ab- nehmen. Als Abhängigkeit ist im Wirk-diagramm jedoch nicht einzutragen, wenn ein geringer Bauraum höherwertige Materialien in der Auswahl erfordert! Produktionsbedingte Anpassungen sind in dieser Vorgehensweise keine technisch physikalischen Wirkungen! Zweige wie Geometrie und Material stellen keine Ursachenwirkungs-Zusammen-hänge dar, sondern sind lediglich eine Struktur zur Aufzählung. Die Wirkstärke des Hauptzweiges hat hier deshalb nicht die Bedeutung, wie eine physikalische „Wirk-kette“. Nur die Bewertung der äußersten Ebene ist relevant (Parameter für spätere Untersuchungen).

Die richtige Wahl des Haupttitels

Der Titel in der Mitte kann zunächst frei gewählt werden. Hinsichtlich der Wirkhaupt-äste ergeben sich aber durch unterschiedliche Begrifflichkeiten evtl. unterschiedliche Auswertungen. Dies soll anhand des folgenden Beispiels ver-deutlicht werden. Es geht um die Lebensdauer einer Batte-riezelle. Die Zelleigenschaften sind bei der Auslegung Parameter, die die Lebensdauer beeinflussen. Die Temperatur verändert nun die Zelleigen-schaften über der Zeit stark. Dies wird im Wirkdiagramm entsprechend der rechten Darstellung durch die Querverbindung aus-gedrückt. Dies hat zur Folge, dass die Passiv-Summe der Zelleigenschaft sehr hoch wird und diese dadurch in das Reaktive Feld des Intensitäts-Bezie-hungsdiagramms rutscht. Somit würde man die Zelleigenschaft nicht mehr als Para-meter, sondern nur noch als abhängige Größe betrachten. Es muss also zwischen der „aktuellen“ Zelleigenschaft und der zum Zeitpunkt der Auslegung unter-schieden werden. Der Wirkast Zellauslegung hat keine weiteren Eingänge, somit nur eine Aktiv-Summe und wird daher als Parameter behandelt. Letztlich ist es auch möglich, anstelle des Titels Lebensdauer indirekt das Thema als Zelleigenschaft zu benennen. Das drückt gleichzeitig auch aus, dass es nicht nur Veränderungen in der Lebensdauer gibt, sondern dass sich auch andere Merkmale

Temperatur

Zelleigenschaften

Lebensdauer

Temperatur

Zelleigenschaften

Lebensdauer

Zellaus legung

Material

Geometrie

Kommutator

Bürste

Kommutator

Bürs te

Verschleiß

Lebensdauer

Lebensdauer

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Systemanalyse verändern (z.B. chemische Eigenschaften). Die Tempera-tur muss hier aber eine größere Wirkstärke erhalten, als in den oberen Darstellungen, um den gleichen „Stellenwert“ zu erhalten. Die Aktiv-Summe hat sich in den ersten bei-den Darstellungen aufgeteilt. Hier ist nur noch der direkte Einfluss vorhanden. Bei der Auswahl des Haupttitels, als auch bei der Bedeutung der Wirkäste ist auf eine möglichst präzise Definition zu achten. In diesem Beispiel wird klar, dass eine Unterscheidung zwi-schen zeitlich veränderter Eigenschaft und Auslegungsstand besteht. Dies wurde zu Beginn nicht berücksichtig. Die letzte Darstellung hat noch den Vorteil, dass die Be-trachtung universeller ist und mehrere Fragestellungen abdecken kann.

Suche nach den entscheidenden Parametern durch Ausschlussverfahren

Sind Fehlerbilder sporadisch, so kann die Auswahl der zu betrachtenden Parameter auch durch Ausschlusskriterien erfolgen. Liegt an einem System ein Fehler mal vor, mal nicht, so sind nur die Wirkäste interessant, die sich zeitlich verändern können. Konstruktive Merkmale sind dann nicht der auslösenden Punkt, es sei denn sie ver-ändern ihre Eigenschaften über andere Einflüsse zeitlich. Weiterhin kann ein Aus-schlusskriterium sein, dass für ein Fehlerbild eine Wirkkette als Bedingung Voraus-setzung ist, z.B. Druck steigt nur durch Temperaturanstieg. Weitere Suche erfolgt nur noch über die Wirkäste, die den Temperaturanstieg verursachen.

Wirkungen versus Wechselwirkungen

Bei der Darstellung von grafischen „Querverbindungen“ sind die Unterschiede zwi-schen Wirkungen und Wechselwirkungen zu beachten !

Wirkungen

(Bewertungen in der Intensitäts-Beziehungsmatrix) Faktoren wirken auf andere Faktoren und beeinflussen diese. Hieraus ergeben sich bei nicht kontrollierten Prozessen korre-lierende Daten. In einem kontrolliertem Prozess können Korre-lationen vermieden und ein Versuchsplan generiert werden. Bei-spiel: Reibung erzeugt Eigenerwärmung. Dies kann durch externe Kühlung verhindert werden.

Wechselwirkungen

Eine Wechselwirkung ist die unterschiedliche Veränderung der Ziel-größe bei gleichzeitiger Veränderung eines anderen Faktors. Die direkte Wirkung eines Faktors auf einen anderen bedeutet nicht automatisch, dass eine Wechselwirkung bezogen auf eine Zielgröße) vorhanden ist. Wechselwirkungen haben eine physikalische Ursache. Wechselwirkungen werden insbesondere in der Intensitäts-Bezie-hungsmatrix im kritischen Feld angenommen.

x1

x2 y

x1

x2 y

Temperatur

Zellaus legung

Zelleigenschaft

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Systemanalyse Querverbindung im Wirkdiagramm

Wenn diese Wirkungen darstellen:

Weitere Analyse über Intensitäts-Beziehungsmatrix

Wenn diese als Wechselwirkungen definiert sind:

Direkte Umsetzung der Grafik in einem Versuchsplan

Beispiel Bürstenverschleiß (problemorientiert)

Beispiel Motorleistung (funktionsorientiert)

Anpresskraft

Drehzahl

Temperatur

Federkraft

Dämpfung

Umgebungstemperatur

Widerstand

Eigenerw ärmung

Kommutator

Bürste

BürstenfeuerGeometrie

Auflagefläche

Anschrägung

Laufzeit

Reibwert

Lamellensprung

Versorgungs-spannung

Induktiv ität

Lamellenw echsel

Bürstenbreite

Bürstentiefe

Kontaktabriß

Unstetigkeiten

Induktion

Bürstenspringen

Bürstenlänge

Federstärke

Federeinspannlänge

Kohlenbürstenhalter

Bürstenv erkippung

Drossel(Kondensatoren)

Reibung

Material

Strom

Spannung

Bürsten-Verschleiß

Luftmenge

Konzept

Umgebungsbedingungen

Umgebungstemperatur

Luftfeuchtigkeit

Luftdruck

Steuerung Zündw inkel

E inspritzmenge

Einlassventi lsteuerung

E inlassventi lhub

Hubraum

Zylinderanzahl

Hub

Bohrung

LadungSaugm., Turbo

Kraftstof fmenge

Eigenschaften

ReibleistungLagerstellen

SchmierungMotortemperatur

Kühlsystem

Nebenaggregate

Wasserpumpe

Generator

Lenkhi lfepumpe

Klimakompressor

Kühlergröße

Lüfter

Strömung

Verbrennung

Gemischbildung

Kraftstof fqual i tät

Verbrennungsraum

Drosselklappe

Motor-Leistung

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Systemanalyse Welche Methoden sind am besten geeignet (Auswahl)?

Ishikawa (einfaches Fischgrätendiagramm) Das Ishikawa-Diagramm ist ein Analysewerkzeug zur Visualisierung von Ur-sachen und deren Wirkungen (qualitative Betrachtung). Es soll eine erste Übersicht aufgestellt werden (z.B. aus einem Brainstorming). Die Darstellung ist schnell erstellt und beinhaltet eine eindimensionale Dar-stellung ohne gegenseitige Abhängigkeiten. Die Anwendung ist insbesondere geeignet, wenn man noch verhältnismäßig wenig zu Beginn eines Projektes über das betroffene System weiß. Die Teilnehmer benötigen keine speziellen Methodenkenntnisse.

Wirkdiagramm (erweiterte Darstellung mit Querbeziehungen) Durch eine Weiterentwicklung des Ishikawa-Diagramms können physikalisch/ technische Zusammenhänge gezielter im Zusammenhang dargestellt werden. Durch die Bewertung der Wirkstärken ist eine qualitative Betrachtung möglich. Gegenseitige Abhängigkeiten (Relationen) sind gut darstellbar und es kann aus einer Vielzahl von Einflüssen ein Ranking der wichtigsten Parameter ge-funden werden. Sehr gute Voranalyse zur Erstellung einer DoE. Die Methode erfordert einen erfahrenen Moderator.

Intensitäts-Beziehungsmatrix In der Intensitäts-Beziehungsmatrix werden die gegenseitigen Abhängigkeiten der genannten Einflussfaktoren beschrieben und gewichtet. Hiermit können wichtige von weniger bedeutenden Faktoren ermittelt werden. Bei einer hohen Anzahl Faktoren nimmt die Anzahl zu bewertender Beziehun-gen quadratisch zu und kann oft nicht mehr in einem vertretbaren Zeitaufwand abgearbeitet werden. Diesen Nachteil kann man umgehen, wenn man die Vo-rinformation aus dem Wirkdiagramm mit Querverbindungen nutzt.

Fehlerbaumanalyse Das Ziel ist es eine logische Verknüpfung von Fehlerpfaden und Ereignissen aufzuzeigen. Im Gegensatz zum Wirkdiagramm lassen sich hier boolesche Verknüpfungen darstellen (UND/ODER-Verknüpfungen). Es sollen die kriti-schen Pfade ermittelt werden. Die Methode ist u.a. für alle techn. Systeme anwendbar, aber insbesondere für elektronisch/mechatronische Komponenten, Steuerungs- und Regelsys-teme geeignet. Ein Kriterium ist auch wenn im Weibull-Diagramm die Steigung Zufallsausfälle zeigt (siehe Weibull-Statistik). Es gibt also keine Zusammenhänge mit Alte-rung oder anderen Effekten. Der Fehlerbaum soll die zufälligen Bedingungen aufzeigen, die zum Ausfall führen. Die Struktur der Fehlerursachen ist in der FTA gut überschaubar, auch ohne Angabe der Ausfallwahrscheinlichkeiten. Gegenseitige Abhängigkeiten werden nicht dargestellt. Ableitung einer DoE ist schwierig (Begriffe und Titel sind meist nicht DoE-Parameterkonform). Die Methode erfordert einen erfahrenen Moderator. Eine ausführliche Be-schreibung finden Sie im Dokument www.weibull.de/Fehlerbaumanalyse.pdf.

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Systemanalyse Gesamthafte Vorgehensweise In der Praxis hat sich folgende Vorgehensweise zur Erstellung einer DoE als schnells-ter und zielführender Weg erwiesen:

Wirkdiagram mit Querverbindungen

und Bewertung

Pareto-Auswertung der wichtigsten Fak-

toren

Erstellung der DoE aus den wichtigsten

Faktoren Als Vorbereitung für das Wirkdiagramm kann ein Brainstorming dienen. Nach der DoE erfolgt letztlich noch die Auswertung über eine Multiple Regression und die Su-che nach optimalen Einstellungen. Weitere Informationen hierüber gibt es unter: www.versuchsmethoden.de/Multiple_Regression.pdf

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Systemanalyse

Anwendung in Visual-XSel 15.0 www.crgraph.de Der Einstieg in die Systemanalyse erfolgt über den Leitfaden des Startbildes,

oder über die Ikone „Analyse“ oben.

Beim erstmaligen Einstieg empfiehlt sich den Leitfaden zu verwenden, der einen Überblick der darauffolgenden Schritte aufzeigt bis zur Erstellung eines Versuchspla-ns aufgeführt.

Zunächst wird ein Wirkdiagramm grafisch erstellt. Das zu behandelnde Thema, bzw.

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Systemanalyse der Titel steht als Hauptblock in der Mitte oder beim Ishikawa-Diagramm rechts. Darum werden die Wirkungen angeordnet. Hierzu gibt es die Zeichenelemente, wie Textpfeil, Block- Textpfeil und sowie einen Polygonpfeil (siehe Ikone Zeichnen). Im Gegensatz zu einem Pfeil, zeigt die Spitze des Textpfeils in Richtung des ersten Mausklicks. Der Knick in der Mitte ist an der Position, an der nach Ziehen der Maus diese losgelassen wird. Danach kann sofort ein Text eingegeben werden. Gibt es mehrere Textzeilen, so erscheinen diese unterhalb der Linie. Die mittlere Clipmarkierung verändert die freie Position der Linie um den Drehpunkt der Spitze. Mit der linken Markierung kann die Zielposition der Spitze bestimmt werden. An der rechten Markierung wird die Breite der Linie verändert (nur in waagrech-ter Richtung möglich). Klickt man zwischen die Markierungen, so kann das gesamte Element verschoben werden. Im folgenden Beispiel sind die Eigenschaften A und B mit dem Bauteil logisch verknüpft. Die Spitzen müssen dabei in den Bereich rund um den Text „Bauteil“ zeigen. Verschiebt man nun das Element Bauteil, so „kleben“ die Ei-genschaften an diesem fest und werden mit verschoben. Verschiebt man aber die Eigen-schaften, so gilt das nicht in umgekehrter Richtung für das Bauteil. Maßgebend ist, welche Pfeile in ein Element zeigen. Will man das Element Bauteil alleine verschieben, so ist gleichzeitig die Alt-Taste zu drü-cken. Mit der Taste Strg+Enter können direkt neue Zweige eingefügt werden.

Nützliche Hinweise

Darstellung von großen Wirkdiagrammen In Visual-XSel ist das Blattformat für Wirkdiagramme A3 Querformat zu empfehlen. Für große Diagramme ist evtl. eine Aufteilung auf mehrere Seiten notwendig. Dabei ist es in Hinsicht auf den Ausdruck der Seiten sinnvoll, jeweils Hauptwirkungszweige auf folgende Seiten zu platzieren. Dies könnte etwa so aussehen wie rechts dargestellt.

Hinweise zur Benennung Bei der Erzeugung der Intensitäts-Beziehungsmatrix oder einer direkte Übernahme in einem Versuchsplan ist es von Vorteil in den äußersten Blockpfeilen Titel zu verwenden, die eindeutig sind und Bezug zum Objekt haben (Parame-ter-Namen).

Verwenden Sie als Titel nicht Begriffe wie Montage oder Fertigung. Verwenden Sie die physikalischen Auswirkungen der Montage und Fertigung (z.B. Toleranzen) und

Feder

Kennlinie

Typ

Feder

Federkennlinie

Federtyp

!

Bauteil

E igenschaft A

Eigenschaft B

Seite 1

Seite 2

Seite 3

ungünstig besser

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Systemanalyse ordnen diese den Merkmalen der Bauteile zu.

Viele Querverbindungen

Aus Gründen der Übersichtlichkeit, hat sich als vorteilhaft herausgestellt Querverbin-dungen in grau darzustellen und diese in den Hintergrund zu stellen. Insbesondere, wenn sehr viele Querverbindungen vorhanden sind, entsteht ein dichtes Geflecht von Linien, das leicht unübersichtlich wird. Durch die graue Farbe bleiben die direkten Wirkungen der Blockpfeile im Vordergrund. Pareto-Verteilung – Rangfolge der wichtigsten Parameter

Nach der Bewertung der Wirkungen kann direkt eine Auswertung der wichtigsten Parameter durchgeführt werden.

Wie in den Grundlagen bereits be-schrieben, zeigt das entspre-chende Pareto Diagramm in den Abstufungen von 4 Farben, welche Parameter unabhängig sind und für eine spätere Untersuchung, z.B. für eine DoE verwendet wer-den sollten (dunkel blaue): Diese Art der Auswertung ist die schnellste Möglichkeit eine Auswahl zu treffen. In der folgenden sogenannten Intensitäts-Beziehungsmatrix erfolgt eine detailliertere Analyse.

gnubieR

rotatum

moK

mortS

lairetaM

tfarksserpnA

trewbieR

rutarepmeT

gnumrä

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gnunnapS

etsrüB

dnatsrediW

gnufpmäD

pmetsgnubeg

mU

lhazherD

ßielhcsreV

Akt

ivsu

mm

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0

1

2

3

4

5

6

7

gnubieR

rotatum

moK

mortS

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trewbieR

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gnumrä

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neideM

redeF

gnunnapS

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0

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6

7

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Systemanalyse Intensitäts-Beziehungsdiagramm aus Wirkdiagramm

Aus den grafischen Darstellungen heraus kann eine Intensitäts-Beziehungsmatrix generiert werden (Ikone Analyse es erscheint eine Dialogauswahl, was bereits für die Bewertung der Intensitäts-Beziehungsmatrix übernommen werden soll). Wer-den die Wirkungseingänge nur als helle Felder übernommen, so müssen nur für diese in der Tabelle Bewertungen vorgenommen werden. Es besteht die Möglichkeit des-halb bereits in der Grafik die Bewertungen einzutragen. Dies erfolgt entweder über eine Zahlenangabe hinter dem Titel, oder über die Definition durch Strichstärken (siehe auch hierzu die weiteren Beschreibungen auf der folgenden Seite).

An den Stellen, an denen Pfeile auf andere „Titel“ zeigen, wird hier ein weißes Feld erzeugt. Aber auch Querverbindungen von Parameter auf andere durch Pfeile oder Polygonpfeile generieren markierte Felder. Die Tabelle stellt eine Checkliste dar, da-mit jeder „Partner“ mit jedem anderen in Beziehung gebracht wurde. Bei einer größe-ren Anzahl Parameter wird der Aufwand dieses paarweisen Vergleiches jedoch sehr aufwendig. Mögliche Abhängigkeiten sollten deshalb eher im Wirkdiagramm bereits überprüft werden. Wenn nach der Bewertung in der Tabelle noch mal Änderungen im Strukturdiagramm notwendig sind, werden durch das erneute Erzeugen der Intensitäts-Beziehungsma-trix die Einträge in der Tabelle gelöscht. Es ist deshalb sinnvoll die Bewertungen gleich in das Diagramm einzufügen. Die entsprechende einstellige Zahl ist mit Leer-zeichen an das Ende der Titel zu schreiben (möglich ist auch in neue Zeile).

123456789

1011121314151617

Wirkung von auf ->StromWiderstandSpannungMaterialBürsteKommutatorTemperaturEigenerwärmungUmgebungstempReibungDrehzahlAnpresskraftDämpfungFederSchmierungMedienVerschleiß

Strom

1

23

5

Wide

rsta

nd

2

1

1

Spann

ung

3

0

Mat

eria

l

4

23

5

Bürste

5

3

3

Komm

utat

or

6

3

3

Temper

atur

7

32

5

Eigene

rwärm

ung

8

3

3

Umge

bungs

tem

p

9

0

Reibung

10

23

3

8

Drehza

hl

11

0

Anpre

sskr

aft

12

23

5

Dämpf

ung

13

0

Feder

14

0

Schm

ierun

g

15

3

3

Med

ien

16

0

Versc

hleiß

173

3

2

3

11

32335333262326330

123456789

1011121314151617

Wirkung von auf ->StromWiderstandSpannungMaterialBürsteKommutatorTemperaturEigenerwärmungUmgebungstempReibungDrehzahlAnpresskraftDämpfungFederSchmierungMedienVerschleiß

Strom

1

23

5

Wide

rsta

nd

2

1

1

Spann

ung

3

0

Mat

eria

l

4

23

5

Bürste

5

3

3

Komm

utator

6

3

3

Temper

atur

7

32

5

Eigene

rwärm

ung

8

3

3

Umge

bungs

tem

p

9

0

Reibung

10

23

3

8

Drehza

hl

11

0

Anpre

sskr

aft

12

23

5

Dämpf

ung

13

0

Feder

14

0

Schm

ierun

g

15

3

3

Med

ien

16

0

Versc

hleiß

173

3

2

3

11

32335333262326330

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Systemanalyse

Diese Einträge werden dann jeweils in die Tabelle automatisch übernommen. Eine Angabe von Zahlen ist in den Querverbindungen jedoch nicht möglich. Deshalb gibt es vorzugsweise auch die Möglichkeit die Bewertung über die Strickstärke zu definieren (Standardeinstellung). Klicken Sie auf den jeweiligen Blockpfeil oder auf die Querverbindung, die zu be-werten ist. Verwenden Sie die rechte Maustaste und wählen eine entspre-chende Bewertung. Es gibt die Auswahl von Wert 0, 1, 2, 3 und als sehr hohe Wir-kung die Stärke 5 (Strichstärke 1.0). Die Wirkung 0 ist sinnvoll, wenn es bei dem Wirkast nur um eine Struktur, oder einem Oberbegriff geht (z.B. Geometrie). Für die Auswertung ist dieser Ast dann nicht relevant, sondern nur seine Unterstruk-tur. Die besonders hohe Bewertung 9 sollte nicht verwendet werden und ist nur aus Gründen der Kompatibilität zum Ver-fahren 1,3,9 für andere Auswertungen aufgenommen worden. Am schnellsten lässt sich die Wirkung über das Popup-Menü mit der rechten Maustaste auswählen. Nach vollständiger Bewertung in der Tabelle kann die Auswertung hiervon durch die Diagrammdarstellung der Intensitäts-Beziehungsmatrix erfolgen (siehe auch Menü-punkt „Noch nicht bewertete markieren“). Um dieses Diagramm zu erstellen, ist die Ikone Analyse erneut zu klicken Intensitäts-Diagramm zu wählen. Änderungen in der Matrix wirken sich auf das Diagramm im Hauptfenster erst aus, wenn der Menüpunkt Diagramm/ Diagramm update gewählt wird.

Schmierung 3

Material 3

Anpresskraft 3

Drehzahl 2

Feder 3

Dämpfung 2

Medien 3Reibung 3

Kommutator 3

Bürs te 2

Verschleiß

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Systemanalyse Erstellung eines Versuchsplanes

Aus dem Wirkdiagramm oder dem Intensitäts-Beziehungs-diagramm kann direkt ein

Versuchsplan erstellt werden. Durch die Ikone Experiment erscheint fol-gende Auswahl. Import externer DoE‘s

Es können auch Faktoren aus der Ta-belle eingelesen werden um z.B. Ver-suchspläne aus anderen Anwendun-gen zu importieren. Mit dieser Option lässt sich aber auch aus einer Gliede-rung eines Wirkdiagramms eine nach-träglich editierte Faktorenliste über-nehmen. Dabei geht aber die Möglich-keit verloren, systematisch unwichtige Faktoren zu reduzieren. Erstellung aus Wirkdiagramm

Wird der Versuchsplan aus einem Wirkdiagramm erstellt, so können Querverbindungen direkt als Wechsel-wirkungen übernommen werden. Be-achten Sie dabei unbedingt den Unter-schied zwischen Wirkungen (Abhän-gigkeiten) und Wechselwirkungen (siehe Teil 1). In der späteren Dialogbox Experiment erscheint unter Design/Modell dann Wechselwirkungen. In der tabellarischen Auflistung befinden sich nur die Paare, die durch die Grafik verbunden sind. Drücken Sie die Option Wechselwirkung hier nochmals, so werden alle möglichen Kombinationen an Wechselwirkungen erzeugt. Dies trifft auch zu, wenn dort das Modell Quadratisch gewählt wird. Deshalb sollte schon in dem hier dargestellten Dialogfenster Quadratisch angeklickt werden, um nur die quadratischen Terme ohne vollständige Wechselwirkungen zu übernehmen. Wenn sich in der Struktur Änderungen ergeben, so ist es sinnvoll die Wertebereiche der Faktoren gleich in die Grafik zu überneh-men (siehe Beispiel rechts). Diese sind in einer neuen Zeile unter dem Titel getrennt mit Semikolon zu schreiben (ohne Einheiten). Angaben, die nicht Zahlen sind, werden als kategoriale Faktoren interpretiert. Um dies für den Versuchsplan zu übernehmen ist zusätzlich im Dialogfenster die Op-tion „mehrzeilige Texte: Range oder kategoriale Ausprägungen“ zu wählen. Zu be-achten ist, dass bei Aufnahme abhängiger Faktoren sich diese später evtl. nicht frei einstellen lassen. Sinnvoll sind diese Faktoren deshalb nur, wenn sich die Wertebe-reiche im Versuch entsprechend verändern lassen, oder simuliert werden können.

SchmierungTypA;TypB

Anpresskraft20; 30

Drehzahl1000; 1500

Reibung

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Systemanalyse Erstellung aus Intensitäts-Beziehungsdiagramm

Bei Erstellung eines Versuchsplans aus dem Intensitäts-Beziehungsdiagramm gibt es die meisten Eingriffsmöglichkeiten. Standardmäßig sind nur die Faktoren aus Ak-tivem und Kritischem Feld gewählt. Hierdurch ergibt sich eine sinnvolle Reduzierung der Faktorenanzahl. Zunächst befinden sich in der Auswahl der Faktoren evtl. auch abhängige Faktoren, die durch andere bestimmt werden oder Kategorien darstellen. Nacheinander wird abgefragt, welcher Fak-tor übernommen werden soll. Im folgenden Beispiel ist der Überbegriff Reibung im akti-ven Feld und wäre zu übernehmen. Da aber weitere Bestandteile, wie die Anpresskraft, ebenfalls enthal-ten sind (deshalb rot markiert), ist die Reibung nicht notwendig. Bei einer falschen Auswahl können aber die Faktoren später im Dialog-fenster der Ver- suchsplanung noch geändert oder gelöscht werden . Ist die Bürste im Sinne von eines Materialtyp übernommen wor-den, so stellt die-ser einen kategori-alen Faktor dar. Dies kann über die Taste umge-stellt werden. Nach vollständiger Auf-nahme der Fakto-ren müssen noch die Wertebereiche bzw. Ausprägungen definiert werden . Sind nur Wechselwirkungen aus kritischem Feld gewählt, so werden alle „Partner“ des kritischen Feldes untereinander, aber auch kritische mit den Faktoren aus dem aktivem Feld aufgenommen. Wechselwirkungen der aktiven Faktoren untereinander sind unberücksichtigt. Da diese aber eine hohe Aktivsumme haben, ist zu erwarten, dass auch hier Wechselwirkungen zwischen den „Aktivfaktoren“ existieren. Unter der Rubrik Design können dafür technisch/ physikalisch nicht sinnvolle Wechselwirkun-gen manuell entfernt werden , siehe nächste Seite.

Dämpfung

Anpresskraft

Drehzahl

Reibung Feder

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Systemanalyse Durch die Pfeiltaste Mo-

dellterme hinzu-nehmen, können nicht (mehr) vorhandene Wechselwirkungen (wieder) aufgenommen werden. Wählen Sie hierzu nach Anklicken der Pfeiltaste die Fak-tor-Partner in der dann erscheinenden Aus-wahl aus und klicken er-neut die Pfeiltaste. Sind beide Faktorentitel gleich, so erzeugt man einen quadratischen Term, z.B. Feder^2.

Erstellung aus Pareto-Diagramm

Hier werden die unabhängigen dunkelblauen dargestellten Parameter aus dem Pa-reto-Diagramm direkt übernommen. Siehe hierzu vorhergehenden Abschnitt Pareto – Rangfolge der wichtigsten Parameter. Dabei werden zur Reduzierung auf die wich-tigen Einflüsse nur die übernommen, mit einer Aktivsumme > 2 (fest eingestellt). Für den Fall, dass Parameter zwar am äußersten Rand keine weiteren Eingangsäste haben, aber durch Querverbin-dungen durch andere abhängig sind, wird dies angezeigt. Diese Methode ist die schnellste und einfachste Möglichkeit zur Übernahme der Parameter bzw. Faktoren in eine DoE unter Be-rücksichtigung der Bewertungs-zahlen. Das nachträgliche Ändern und Editieren der Faktoren und Wechselwirkungen kann, wie im vorherigen Ab-schnitte beschrieben, durchgeführt werden. Weiterführende Beschreibungen zu DoE sind in

www.versuchsmethoden.de/Visual_XSel_DoE_15.pdf

zu finden. Über diese beschriebene Vorgehensweise lassen sich effektiv die wichtigen von un-wichtigen Einflüssen trennen. Bei der Aufwandsreduzierung von Versuchsplänen ist es möglich, die Faktoren mit dem wahrscheinlich geringsten Einfluss herauszulas-sen. Die Ausgangstabelle für die Erzeugung eines Versuchsplanes ist immer #Int, unabhängig davon, ob die Intensitäts-Beziehungsmatrix durch ein Wirkdiagramm ge-neriert wurde, oder eine eigenständig bearbeitete Tabelle ist. Die Umbenennung der Tabellenseite erfolgt durch einen Doppelklick auf den entsprechenden Tabben unten in der Tabelle.

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Systemanalyse

Gruppenbildung von Parametern aus Intensitäts-Beziehungsmatrix

Insbesondere bei der Auflistung von Parametern aus einem Brain-Storming und Bil-dung einer Intensitäts-Beziehungsmatrix ohne vor geschaltetes Wirkdiagramm erge-ben sich unstrukturiert verteilte „Wirkungsfelder“ (rote Felder Wirkung>0, siehe linke Matrix). Die Frage ist, ob sich durch eine bessere Anordnung der Parameter bzw. deren Reihenfolge zusammengehörige Gruppen finden lassen. Dies hat eine große Bedeutung um herauszufinden, welche Gruppen evtl. für sich alleine z.B. durch Ver-suchspläne untersucht werden können.

Mit Hilfe der Clusteranalyse können möglichst zusammenhängende unab-hängige Gruppen gebildet werden (ein-

gerahmt in rechter Tabelle). Ziel ist es, damit Untersuchun-gen in kleineren Einheiten durchzuführen, die wegen ih-

res geringeren Umfanges leichter zu beherrschen sind. Natürlich gibt es real immer Überschneidungen. Das bedeutet aber nur, dass einige Parameter in verschiedenen Einzeluntersuchungen gleichzeitig zu berücksichtigen sind. Zum Beispiel hat die Temperatur sowohl auf die Gruppe oben links, als auch auf die in der Mitte eine Wir-kung (Feld in der mittleren Gruppe). Zur Durchführung dieser Gruppenbildung ist die Ikone Analyse und der Menüpunkt Intensitäts-Beziehungsmatrix / Nach unabhängigen Gruppen umstellen zu wählen, wenn das aktu-elle Tabellen-blatt die Aus-gangs-Intensi-täts-Bezie-hungsmatrix zeigt. Nach der Umstellung der Reihenfolge, sieht die Beziehungsmatrix optisch völlig anders aus als vorher (Das Ergebnis steht in Tabellenblatt „IntGroup“). Das Erzeugen des Intensitäts-Beziehungsdiagramms muss aber aus beiden vor und nach der Umstellung das gleiche Bild ergeben. Als konkretes Beispiel dient die Datei Beispiel_Intensitätsmatrix_Gruppen.vxg.

Intensitäts-Bezie-hungsmatrix Aus-

gangsmatrix

Titel in Reihenfolge so angeord-net, dass möglichst unabhängige

Gruppen entstehen

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Systemanalyse Erstellung einer Aktionsliste aus dem Wirkdiagramm

Das Wirkdiagramm ist auch eine ideale Darstellung für zu untersuchende Systeme und die daraus abgeleiteten Arbeitsschritte. Über die Ikone Analyse / Wirkdiagramm auswerten kann eine Liste von Arbeitspunkten generiert werden.

Die Reihenfolge dieser Liste ist so aufgebaut, wie beim Erzeu-gen einer Gliederung. Damit sind auch die grundsätzlichen Strukturen der Hauptäste abge-bildet. Die Titel sind in der ers-ten Spalte durchnummeriert. Die weiteren Spalten können frei definiert werden und sind mit den Rubriken Priorität, Un-tersuchung, Verantwortlich, Termin und Ergebnis/ Bemer-kung vorbelegt. Die Priorität wird optional gebil-det aus der Bewertung der In-

tensitäts-Beziehungsmatrix. Hierzu muss diese neue aufge-baut oder aktualisiert werden. Vorteilhaft ist hierbei, wenn Wir-kungen bereits mit Strichstärken definiert sind. Aus der Intensi-täts-Beziehungsmatrix ergeben sich Aktiv- und Passivsummen. Hiermit wird ein Gewichtungs-faktor gebildet: Gewichtungs-

faktor = 3*Aktivsumme + Passivsumme. Daraus ergibt sich eine zahlenmäßige Rang-folge der Titel. Der mit dem höchsten Gewichtungsfaktor erhält die Priorität 1, der nächst niedrigere die Priorität 2 usw. Damit kann auch die zeitliche Reichenfolge der Untersuchungen festgelegt werden. Als Beispiel ist die folgende Aktionsliste darge-stellt.

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Systemanalyse Import eines Wirkdiagramms über eine Gliederung

Über den Zwischenschritt einer Gliederung können aus beliebigen fremden Anwen-dungen Mindmaps oder Strukturen übertragen werden. Nach dem Einlesen der Gliederung ist der Menüpunkt Analyse – Wirkdiagramm aus Gliederung erstellen zu wählen

Es besteht die Möglichkeit die Struktur beidseitig oder nur nach rechts anzuordnen. Letztere Op-tion bietet sich an, um Teilstrukturen an eine be-reits bestehende nachträglich „anzudocken“ (ma-nuelle Verschiebung an gewünschtem Ast. Be-achten Sie unbedingt die Hinweise unten im Dia-logfeld!

Erstellen einer Intensitäts-Beziehungsmatrix aus einer Gliederung

Liegen bereits Parameter-Listen oder Gliederungen vor, so können diese Titel als Parameter für die Intensitäts-Beziehungsmatrix übernommen werden. Nach Markie-rung des entsprechenden Tabellenbereiches wird hierzu die Ikone Analyse und der Menüpunkt Wirkdiagramm-Struktur/Erstellen aus Gliederung verwendet. Bei einer Liste werden Einrückungen, bei einer Gliederung die Nummerierung als Wirkstruktur interpretiert. Folgendes Beispiel:

Gliederung Liste mit Ein-rückungen

St

Wi

Sp

Re

Sch

Me

1. Strom Strom Strom 1.1. Widerstand Widerstand Widerstand 1.2. Spannung Spannung Spannung 2. Reibung Reibung Reibung 2.1. Schmierung Schmierung Schmierung 2.1.1. Medien Medien Medien

Zunächst wird eine quadratische Matrix generiert mit gleichen Titeln in der ersten Zeile. Aufgrund der Gliederung oder durch Einrückungen erscheinen helle Felder (je-des Leerzeichen wird als Unterebene gesehen). Wie beim Wirkdiagramm sind hier-durch bereits die Wirkungen von auf hervorgehoben und müssen mit Werten belegt werden.

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Systemanalyse Import aus anderen Anwendungen

Bereits bestehende Grafiken oder Gliederungen können in Visual-XSel u.U. weiter-verwendet werden. Die Basis der Datenübertragung ist jeweils eine Gliederung im Textformat. Für die wichtigsten Programme sind zunächst folgende Schritte durchzu-führen:

Export der Gliederung aus Visio®

Mindmaps können in Visio® 2007 über den Menüpunkt Brainstorming exportiert wer-

den. Verwenden Sie den Export nach Word®. Lesen Sie die entsprechende Datei in Word ein und gehen Sie dabei wie im Kapitel Import von Mindmaps und Gliederungen vor. Evtl. sind nicht alle Ebenen korrekt formatiert. Im dritten Schritt sehen Sie, wie diese geändert werden können. Danach folgt das Einlesen der Textdatei in Visual-XSel innerhalb der Tabelle (Menü-punkt Datei). Vorsicht: Das Übertragen per Zwischenablage wird nicht empfohlen, da Gliederungen z.B. mit zwei Zahlen getrennt durch einen Punkt als Datum inter-pretiert werden!

Export aus MindManager®

Sehr verbreitet für Strukturdiagramme ist der MindManager. Grafiken hieraus lassen sich als Text (Unicode) exportieren. Verwenden Sie hierzu den Menüpunkt Da-tei/Speichern unter… und wählen als Dateityp „Gliederung – Plain Text“. Folgendes Beispiel:

Die Trennlinien werden automatisch igno-riert. Danach folgt das Einlesen der Textda-tei in Visual-XSel innerhalb der Tabelle (Me-nüpunkt Datei). Vorsicht: Das Übertragen per Zwischenablage wird nicht empfohlen, da Gliederungen z.B. mit zwei Zahlen getrennt durch einen Punkt als Datum inter-pretiert werden!

Export aus IQ-FMEA®

IQ-FMEA ist ein mächtiges Tool, indem auch Wirkdiagramm erstellt werden können. Ein direkter Export als Textdatei ist allerdings nur über dem Umweg als HTML-Datei möglich (zunächst Übertragung z.B. in Word und wiederum abspeichern im Format [Nur Text *.txt]. Danach folgt das Einlesen der Textdatei in Visual-XSel innerhalb der Tabelle (Menüpunkt Datei). Vorsicht: Das Übertragen per Zwischenablage wird nicht empfohlen, da Gliederungen z.B. mit zwei Zahlen getrennt durch einen Punkt als Da-tum interpretiert werden!

====================== Hauptthema ======================

---------------------- 1 Hauptzweig ---------------------- 1.1 Unterzweig 1 1.2 Unterzweig 2

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Systemanalyse Import von allgemeinen Gliederungen

Bevor eine Gliederung in Visual-XSel eingelesen werden kann, sind einige Schritte

mit Hilfe von Word® durchzuführen. Diese Beschreibung gilt ab Word 2007, kann

aber sinngemäß auch auf ältere Versionen übertragen werden.

1. Struktur definieren oder Datei einlesen Beispiel:

Titel Konstruktion Bauteil 1 Bauteil 2 Material Bauteil A Bauteil B

Wichtige Hinweise: Wenn der Titel fehlen sollte, dann hier nachtragen, ansonsten gibt es kein Element in der Mitte, bzw. der erste Ast Konstruktion wird sonst in die Mitte genommen. Darüber liegende leere Zeilen sind zu löschen.

2. Als Ebenen formatieren Den Text unterhalb von Titel markieren und als Ebenen formatieren.

Titel

Konstruktion

Bauteil 1

Bauteil 2

Material

Bauteil A

Bauteil B

3. Ebenen ändern

Evtl. sind manche Einträge nicht in der richtigen Ebene. Klicken Sie den entsprechen-den Text an und verwenden die rechte Maustaste.

4. Abspeichern der Datei Die Datei mit einem beliebi-gen Namen aber im Format [Nur Text *.txt] abspeichern. Nicht vergessen Word zu schließen, ansonsten kann die Datei von Visual-XSel nicht geöffnet werden.

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Systemanalyse

Literatur Taschenbuch der statistischen Qualitäts- und Zuverlässigkeitsmethoden Die wichtigsten Methoden und Verfahren für die Praxis. Beinhaltet statistische Methoden für Versuchsplanung & Datenanalyse, sowie Zuverlässigkeit & Weibull. - Statistische Verteilungen und Tests & Mischverteilungen - Six Sigma Einführung und Zyklen - Systemanalysen Wirkdiagramm, FMEA, FTA, Matrizen-Methoden - Shainin- und Taguchi-Methoden - Versuchsplanung DoE, D-Optimal - Korrelations- und Regressionsverfahren - Multivariate Datenauswertungen - Prozessfähigkeit – Messmittelfähigkeit MSA 4 und VDA 5 - Regelkarten - Toleranzrechnung und Monte-Carlo-Simulation - Statistische Hypothesentests - Weibull und Lebensdaueranalysen - Stichprobengröße 190 Seiten, Ringbuch ISBN: 978-3-00-043678-9 Anleitung zum ganzheitlichen Denken und Handeln

Ulrich, H., Probst, G.J.B.: Haupt, 1991